中国热点化工产品市场分析339
原料平衡与催化剂开发成为全球聚烯烃行业两大关注点
——FLEXPO2011精彩回顾
□ 中国化信特种橡胶与塑料研究部
经济增速超越大多数国家,聚烯烃消费占全球1/5,让中国连续两年成为全球聚烯烃大会(FLEXPO)的举办
地,也吸引了200多位全球聚烯烃业界精英再度聚首,于6月15~17日在上海共论丙烯短缺、页岩气开发、聚烯
烃及弹性体的市场前景、聚烯烃工艺与催化剂的创新等行业热点问题。两届FLEXPO在华召开,为国内外的行业
专家提供了一个重要的交流平台,期待下一届大会给我们带来更大的惊喜!
一、产品供应多元化
2010~2015年全球PE需求将以年均约5%的速度增长,同期PP需求将以年均约6%的速度快速增长。从全球范
围来看,亚洲地区将是PE和PP需求增速最快的地区。
埃克森亚太研发中心的亚洲技术主管Dr. Dirk J. Michiels认为,在未来10年中,全球60%的石化产业增
长将发生在亚洲,其中50%位于中国。亚洲的增长速度将比发展成熟地区高2~3倍,到2015年,亚洲将占全球需
求的50%。
中国化工信息中心咨询事业部副总经理方巍指出,2011~2015年,预计全球将有1200万t/a的PE和PP新增
产能,但是中国PE供应量仍然不能满足需求量。2005~2009年,中国聚丙烯的消费年均增长10.6%,明显高于聚
乙烯的6.1%,这也说明了中国丙烯短缺情况更为严重——2010年中国进口乙烯81.5万t、丙烯152万t。
对于丙烯短缺问题,北美把希望寄托在页岩气上,而中国则希望通过甲醇制烯烃来获得更多的丙烯。主办方
之一CMR的Robert Bauman博士说:“页岩中含有丰富的液化天然气,主要是乙烷与丙烷和丁烷的混合物,是良
好的乙烯裂解原料,而且其成本远低于石脑油”。同时,使用页岩气做原料还可以增加C4烯烃的产量。
据中国大连化物所的马行美博士介绍,目前全球甲醇产能7000万t/a,中国占到了3760万t/a。即便如此,
中国还在大量进口甲醇,2010年进口量超过500万t,这为甲醇制烯烃提供了充足的原料。大连化物所研发的第
一代甲醇制烯烃技术已经签约了11个项目。该技术的甲醇消耗比为2.96:1,最低经济规模是60万t/a甲醇配套
20万t/a烯烃。
大连物化所开发的第二代甲醇制烯烃技术,采用了流化床以及C4再裂解技术,这使得甲醇消耗比降低到
2.6∶1。但记者认为,这项技术的改进单单考虑了多产乙烯、丙烯,却没有意识到中国丁二烯短缺的现状,2009
年初丁二烯的价格在5000元/t左右,2011年6月报价超过了26000元/t。无独有偶,美国凯洛格布朗路特技术
公司开发的ACO工艺,也是为了提高丙烯/乙烯之比而牺牲了C4资源。该公司认为未来丙烯的需求增速高于乙烯,
但全球新建乙烯的70%集中在中东,而中东多用乙烷作为裂解原料,丙烯产率很低,因此提高丙烯/乙烯产出比的
技术应该大有市场。
二、工艺创新无止境
中石化致力高性能聚烯烃开发
中石化北京化工研究院副院长乔金梁
2010年,中国聚烯烃消费量达3100万t,产量为2000万t。其中中石化生产聚烯烃超过1000万t,占全国
32%的市场份额。未来中石化将面临自单体成本和产能过剩的激烈竞争,所以中石化致力于从高分子物料、新聚
合工艺、低成本高性能催化剂和添加剂等四个方面入手,生产低成本、高性能的聚烯烃。2010年中石化在研发聚
乙烯-100方面获政府奖励。在催化剂方面,中石化研发的新内给电子体ND和NDQ催化剂不含邻苯二甲酸,活性
高(>200kg/g)。在聚合工艺方面,中石化开发的不对称给体添加工艺ASD技术已经应用于两套PP装置,并将
应用于9套装置。使用ASD技术,不用共聚单体就能生产高速双向拉伸PP。新开发的PP成核剂以复合添加技术
为基础,包括α-PP成核剂、β-PP成核剂、LLDPE成核剂、激光标记着色剂、Ag+的抗菌剂等。
清洁管式反应器LDPE技术
沙比克技术许可总监Michiel de Kock
沙比克可转让的创新尖端技术包括:SABTEC CTR 技术(清洁管式反应器LDPE技术)、 α-SABLIN线性α-烯
烃技术(LAO)、SABOX醋酸技术、STAR-tec苯乙烯提取技术、ABS 聚合物技术、苯酚技术和双酚A 技术。
齐鲁石化1996年建设的14万t/a LDPE装置使用的就是CTR技术。到2010年,沙比克已经在全球授予了8
项许可,总产能为156万t/a。该技术每年运转时间可大于8400h,无需清洁反应器和分离器,无需替换反应管。
单体消耗为1005kg/t PE,电能消耗率825~880kW·h/tPE,停留时间短,活塞流操作几乎无杂质。
不产C4的ACO技术
美国凯洛格布朗路特技术公司Wang Zhou-hui
ACO 工艺的关键在于催化剂,其高酸性活性适于生产轻质烯烃和LPG。该工艺采用现有最常见的液体进料(直
馏石脑油和馏分油),反应温度较低,与普通的蒸汽裂解相比,具有较高的烯烃产率,且产出更多的PP,产生的
生焦量极少。SK已经使用该技术在韩国釜山建了一座工厂,工厂于2010年10月投产。该技术所用的催化反应器
设有一个特别的外部提升管,用来把新鲜进料、工艺后段循环回来的C4、C5物料以及反应器底部的部分物料提
升到反应器中上部。与传统的蒸汽裂解工艺相比,ACO工艺只需2台循环裂解炉,PP/PE产出比能够达到1∶1,
而生产成本低73美元/t,总投资和能耗也有所降低。
老牌淤浆技术的新进展
雪佛龙菲利普化学有限公司Randy Hagenson
环流淤浆法技术的反应器容积从1958年的100加仑,已经发展到2008年的30000、33000、35000、40000
和42000加仑五个级别,目前雪佛龙菲利普正在开发65000加仑反应器。2011年新建的装置单个反应器产能达到
54万t/a。
下一代环流淤浆法技术将能够生产52.5万t/a LLDPE、80万t/a HDPE以及40万t/a PP。更先进的双环流
淤浆技术已经建成了30万t/a工业装置,正在进行45万t/a规模的设计。改进后产能增加,但单位产量投资成
本却下降了。
卧式聚丙烯技术
日本聚丙烯公司JPP技术许可总监Shigeyuki Arita
JPP公司的卧式PP技术是一种简易的气相法工艺,配合该工艺开发的高性能催化剂能够生产出高性能抗冲共
聚物。反应器的设计使得活塞柱流动成为现实,与普通混合槽反应器相比,未反应颗粒少,停留时间分布窄,造
粒分布均匀。最大限度地发挥催化剂能力,最小限度品种切换时间。
三、全球催化剂开发亮点
国内外聚烯烃催化剂的开发具有明显的区别,国外公司介绍的新催化剂大多是外给电子体,而国内公司研发
成功的大多是内给电子体。
巴斯夫聚烯烃催化剂部Cyril Chefillard
2010年巴斯夫全球催化剂销售额达到50.06亿欧元,其化工/聚烯烃催化剂全球排名第一。巴斯夫聚烯烃催
化剂部搜集了85000个技术聚合物数据,了解市场对聚合物性质的需求。为向客户提供更好的服务,巴斯夫对停
车场的车辆进行调查,统计车牌号、型号、光顾频率、人员等,了解终端市场对聚合物类型、聚合物性能和催化
剂激活剂的要求。通过调查,他们发现PP可与各主要聚合物竞争,而且可通过平衡聚合物性能达到各种应用要
求。巴斯夫开发的技术能够获得更佳的抗冲击与刚度之间的平衡。
三井化学高级研究员Norio Kashiwa
三井开发的非单一活性中心催化剂——不含对苯二甲酸酯的四氯化钛/氯化镁新型给电子体催化剂,也能提
高产品附加值,制造高端的特种树脂。用这种催化剂做的PP有更高的弯曲模量。而单一活性中心茂金属催化剂
已经成功应用于LLDPE(在日本制造)、 乙烯基弹性体(在日本和新加坡生产)、乙丙橡胶(在日本和中国生产)、
丙烯基共聚物。
埃克森美孚化工Matthew Holtcamp
茂金属基聚烯烃通常分子量分布较窄、组成较单一、催化剂残余物和提取物水平极低。埃克森美孚使用高通
量技术快速筛选每种新催化剂,针对要制取的聚合物产品性质确定催化剂和活化剂的最佳搭配。最新开发的阴离
子催化剂——“全氟芳香硼酸盐”是非常稳定的阴离子,能与单活性中心催化剂形成紧密离子对。可用于气相和
淤浆反应器,聚合物仍保持单活性中心催化剂的性质,例如窄分子量组成分布和窄组成分布。根据单活性中心催
化剂中的阳离子选择合适的阴离子,可以提高生产能力,优化聚合物性能。
德国南方化学克里斯蒂安·古柯尔
科莱恩化工公司收购德国南方化学公司以便形成业务互补,南方化学的C-MAX催化剂可应用于包括本体环管
法的四种工艺平台。该催化剂于2008年进入均聚物市场,2009年进入无规共聚物和抗冲共聚物市场,2010年应
用于三元共聚物,2011年进入特种聚合物产品市场。
雅宝公司业务发展经理 蒋必安
专业催化剂公司美国雅宝公司将于2012年在沙特阿拉伯启动6000t/a三乙基铝工厂,在FLEXPO 2011上,
雅宝公司带来了用于生产HDPE和LLDPE的氯化镁载齐格勒催化剂、用于生产HDPE的HD26和HD46催化剂等。
中国石化催化剂北京奥达分公司王子强
目前,奥达公司聚烯烃催化剂产能超过500t/a,包括新产品DQ-V、DQ-VI、DQC、BCNX、BCND、BCE、BCS02 等。
2007年,奥达公司接管了中石化北化院的氧化催化剂业务,包括苯酐和顺酐催化剂。
DQ-VI 催化剂适合生产高抗冲共聚物,催化剂活性衰减缓慢,已经在30万t/a的环管工艺上应用。使用BCE
催化剂后,装置负荷可提高10%~22%,该催化剂已经应用于生产PE80/PE100,能有效降低能耗和蒸汽用量。与
常规催化剂相比共聚单体量下降 5~10wt%;适合于生产低熔指的聚合物,如PE管材和低熔指的氯化聚乙烯专用
料;所生产的树脂堆密度显著增高。BCND是新型内给电子体催化剂,可以提高抗冲性能。
四、下游应用市场潜能无限
塑料管道促聚烯烃专用料发展
淄博洁林塑料制管有限公司高级工程师陆光炯
2009年中国各种塑料管道共消费580万t,其中室外给水管道占22%,室外排水管道15%,建筑给水13%,建
筑排水15%,燃气用管2%,护套管10%,农业用管10%,工业用管4%,另外9%出口和其他用途。
目前我国已引进及开发了一些PE管道专用料树脂,国产化率提高,与国际先进技术水平的差距逐步缩小。
国家产业政策的支持、城镇化发展、房地产开发和市政建设持续发展以及管道专用料及助剂的开发,将促进中国
的塑料管道在今后十年在质量提高和扩大应用的基础上保持较高的增长速度。预计到2015年前塑料管总量每年
仍会保持两位数的增长,到2015年塑料管应用总量可能会超过1000万t。
柔性管材升级进行中
佛山佛塑科技集团股份有限公司副总经理李永鸿
热塑弹性体柔性管材是未来柔性管材的主要发展方向。虽然与橡胶柔性管材相比,热塑弹性体软管耐热性、
压缩变形、回弹性、耐久性等不是很好,但佛山塑料已利用高能电子束射线对热塑弹性体软管进行辐照交联,提
高软管的耐热性,并且未来计划在热塑弹性体的发泡和接枝的增容剂上开展研究工作,逐步改善热塑性弹性体柔
管的其他缺点。
全球弹性体发展面向“绿色化”
美国Lion Copolymer公司技术总监Deepak Parikh博士
预计2011 年全球橡胶消费总量有望达到 2580 万t,其中合成橡胶1470 万t,天然橡胶1110 万t。亚洲
将在未来很长一段时间成为合成橡胶的净进口地区,2011年亚太地区和日本市场的弹性体消费量约为 745 万t,
预计到 2015 年可达到1000 万t,占全球消费总量的 50%。
对于未来弹性体产业技术发展趋势,“绿色化”将迫使厂家生产新型橡胶产品以用于制造节油轮胎,提倡使
用节油车和公共运输,混合动力车、电动汽车的普及都将减少弹性体消费。对于弹性体行业来说,可循环利用将
是重要一环,未来应加强热塑性硫化橡胶 (TPV) 和热塑性弹性体(TPE)的使用,使用热塑性弹性体生产可回收
轮胎将是发展趋势。
热塑性材料活力无限
陶氏弹性体亚太区研发总监黄旭东先生
陶氏针对亚太汽车市场开发的一系列硬热塑性聚烯烃,具有极好的刚性/韧性平衡,与现有产品相比有明显
的增韧效果,质量轻,低温性能也有所改善。
在防水卷材市场,老一代材料沥青、改性沥青、PVC已经逐渐退出市场,黑色乙丙橡胶和白色乙丙橡胶正处
于成熟阶段,刚开发的热塑性聚烯烃弹性体TPO的应用正在增长中。
丙烯基弹性体市场前景良好
CMR公司J. N. SWAMY 博士
丙烯基弹性体(PBE)本质上是由茂金属催化剂作用形成的高乙烯含量(达到 16%)的聚丙烯无规共聚物,
因此可以和PE、PP相容。其抗冲强度大于 RCP 材料,共挤膜具有较低的密封起始温度。
北美和欧洲是最大的PBE市场,主要消费在薄膜和屋面材料上,欧洲市场以薄膜材料和热成型产品为主,中
国和世界其他地区市场有望快速增长,并可能主要针对薄膜材料、Raffia 级PP材料和热成型产品为主。SWAMY 博
士预测到2015年中国将成为最大的PBE市场。